Bitcoin采矿中的孤儿块是什么？

了解孤儿块的概念

在Bitcoin采矿的世界中，术语孤儿块是指已成功开采但最终从主要区块链丢弃的有效区块。当两个矿工同时解决为链条添加新块所需的加密拼图时，就会发生这种情况。由于Bitcoin的分散性质允许这种可能性，因此网络必须通过仅选择一个块保留在最长的有效链上来解决此类冲突。

丢弃的块成为孤儿，因为它未包含在大多数节点识别的主要版本的区块链中。尽管这些块是有效的并符合所有共识规则，但由于整个网络的时机延迟和传播延迟，它们都会损失。

如何创建孤儿？

由于网络延迟和矿工之间的同步问题，孤儿块出现了。当两个或多个矿工在大约同一时间独立找到有效的块时，该网络会根据地理位置和连接速度在不同时间接收这些块。

每个节点最初接受其收到的第一个块。但是，一旦将随后的块添加在这些竞争块之一的顶部，该网络就会意识到链条是最长的有效链，而放弃了另一个。然后，被废弃的块成为一个孤儿。

重要的是要注意，现代Bitcoin客户将这些块标记为“陈旧”而不是孤儿。尽管发生了这种术语的转变，但潜在的现象仍然没有变化 - 在任何给定时间，只能将一条链视为规范。

孤儿块的技术特征

一个孤儿块在工作证明和交易数据方面保留其有效性。它包括：

• 有效的块标头
• 正确的非CE值
• 适当的默克尔根哈希
• 与先前块不冲突的有效交易

但是，由于它不是由随后的块构建的，因此它并不促进交易的最终性。生产孤儿块的矿工未收到与之相关的区块奖励或交易费用，从而使孤儿造成了有关矿工的财务损失。

生产孤儿块的可能性随着更快的块传播速度而增加，这就是为什么采矿池和中继网络开发了诸如光纤（快速互联网Bitcoin中继引擎）之类的技术来减少此类事件的原因。

孤儿块对矿工的影响

对于个别矿工或采矿池，孤立的街区代表损失的收入。每当一个街区变成孤儿时，矿工都会没收块补贴（目前为6.25 BTC）和该块内收集的交易费用。

这使孤儿价格成为评估采矿效率的关键指标。采矿池通常会跟踪其孤儿费率并优化基础设施以最大程度地减少它们。高孤儿的费率可能表明连通性，过时的软件或次优网络定位。

矿工可以通过加入较大的游泳池或使用与主要节点的低延迟连接来减轻孤儿的风险。此外，块压缩技术和紧凑的块继电器有助于确保更快地传播新矿区的块。

孤儿街区的历史例子

尽管在当今良好连接的Bitcoin网络中，孤儿块相对罕见，但在Bitcoin的早期网络基础架构不那么成熟时，它们更为普遍。在2010年和2011年，由于较慢的块传播和较低的采矿集中化，发生了多个孤儿事件。

一个值得注意的例子发生在2013年3月，当时是由于Bitcoin Core版本0.8的错误发生的临时区块链叉。出现了两个竞争连锁店，一个由较旧版本的支持，另一个由较新版本的支持。社区通过同意遵循大多数采矿能力支持的链条来解决问题。

尽管这不是一个典型的孤儿障碍场景，但它证明了共识机制和网络升级如何影响阻塞的接受和拒绝。

在实践中防止孤儿块

为了减少孤儿块的发生，已经采用了几种策略和技术：

• 更快的块传播：使用BIP 152（紧凑型块）等协议确保较小的数据有效载荷和更快的传输。
• 中继网络：诸如Fiber和Falcon之类的系统允许矿工在优化的渠道上立即共享块。
• 采矿池协调：大型游泳池在内部协调以快速提交块，从而减少了重复。
• 优化的节点放置：确保采矿钻机在地理上接近主要Bitcoin节点可减少潜伏期。

这些措施大大降低了孤儿区块的可能性，尤其是在高风险环境中，即使是少数孤立的块也可能导致巨大的损失。

常见问题

问：孤儿区可以再次成为主要区块链的一部分吗？否。一旦孤儿，除非发生区块链的重组，否则它将无法重新进入主链，这在正常条件下极不可能。

问：孤儿块如何影响交易确认？孤儿块中的交易将返回到孟买，可以包含在以后的块中。因此，直到在非脑化块中确认，它们才能达到最终性。

问：是否有一种方法可以跟踪Bitcoin网络上的孤儿块？是的，一些探险家和分析平台通过分析节点报告的区块链和拒绝区块来监视孤立或陈旧的区块。

问：孤儿块是否表示Bitcoin网络的问题？未必。它们是Bitcoin挖掘的分散和异步性质的自然结果。只要网络保持共识，孤儿块就是正常的，可管理的情况。